DE2533909C3 - Control device for a collective heating system - Google Patents
Control device for a collective heating systemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine Sammelheizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The present invention relates to a control device for a collective heating system according to the preamble of the claim.
Es ist aus der DE-OS 19 44 195 eine elektronische, außentemperaturabhängig gesteuerte Ventilregelung für eine Heizungsanlage bekannt geworden, die ein Mischventil aufweist, das impulsmäßig angesteuert ist und wobei die Impulsfläche ein Maß für die Verstellung des Mischers ist. Eine Brauchwasserbereitung ist hierbei nicht vorgesehen.It is known from DE-OS 19 44 195 an electronic, outside temperature-dependent controlled valve control for a heating system, which has a mixing valve that is pulsed and the pulse area is a measure for the adjustment of the mixer. There is no provision for dhw heating.
Es ist weiterhin eine elektrische Heizungsanlage bekannt geworden, bei der der Verbraucher von einem Leistungsschalter beaufschlagt ist, der dem Verbraucher je nach seinem Behstungszustand Leistungsinipulse zuführt, wobei die Impulsbreite abhängig von der gewünschten Last ist, vgl. DE-OS 23 12 995. Es handelt sich hierbei nicht um eine Flüssigkeitsheizung, auch ist eine Brauchwasserbereitung nicht vorgesehen.It is also an electrical heating system is known in which the consumer of a Circuit breaker is applied to the consumer depending on its Behstungsstatus achievementinipulse supplies, the pulse width depending on the desired load, see DE-OS 23 12 995. It is This is not about liquid heating, and domestic water heating is not provided either.
Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von der Erkenntnis, daß eine Anpassung der Wärmequelle an den Zustand des Verbrauchers über eine Einstellbarkeit des Puls-Pausen-Verhältnisses der Betriebszustände der Wärmequelle möglich ist, die Aufgabe zugrunde, bei einer außentemperaturabhängigen Steuerung der Anlage bei Gebrauchswasserbereitung die Raumtemperatur konstant zu halten.The present invention is based on the knowledge that an adaptation of the heat source the state of the consumer via an adjustability of the pulse-pause ratio of the operating states of the Heat source is possible, the task is based on an outside temperature-dependent control of the system to keep the room temperature constant when preparing domestic water.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention in a device of the type specified in the introduction solved by the features specified in the characterizing part of the main claim.
Der erzielbare technische Fortschritt liegt darin, daß bei einem bestimmten, vom Zustand der Heizanlage abhängigen Puls-Pausen-Verhältnis der Einschaltzeiten der Wärmequelle nach einer Periode der Gebrauchswasserbereitung dieses Verhältnis nicht beibehalten wird, d.h. außentemperatur- oder heizkurvenabhängig gesteuert ist, sondern daß das Verhältnis geändert wird, um bei der nächsten Einschaltperiode die für den Heizkreis ausgefallene Betriebszeit der Wärmequelle nachzuholen. Hieraus ergibt sich eine Minimierung der Schalthäufigkeit der Wärmequelle. Dies wiederum hat eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Wärmequelle sowie eine Minimierung der Geräuschbelästigung der Benutzer zur Folge.The technical progress that can be achieved is that with a certain pulse-pause ratio of the switch-on times that is dependent on the status of the heating system the heat source does not maintain this ratio after a period of domestic water production is controlled, i.e. outside temperature or heating curve dependent, but that the ratio is changed, the lost operating time of the heat source for the heating circuit during the next switch-on period to catch up. This minimizes the switching frequency of the heat source. This in turn has an increase in the efficiency of the heat source and a minimization of the noise pollution of the Result in users.
Anhand der Fig. I bis 7 der Zeichnungen ist einReferring to Figs. I through 7 of the drawings is a
Ausführungsbeispiel zusammen mit Kenndaten der Erfindung näher erläutert. Es zeigtEmbodiment explained in more detail together with characteristics of the invention. It shows
F i g. 1 ein Schemabild einer Sammelheizungsanlage mit Brauchwasserbereitung,F i g. 1 a schematic diagram of a collective heating system with domestic hot water preparation,
F i g. 2 und 3 Diagramme über Einschaltfrequenz- und Dauer.F i g. 2 and 3 diagrams of switch-on frequency and duration.
F i g. 6 ein Diagramm mit der Einschaltdauer und der Außentemperatur als Variable undF i g. 6 shows a diagram with the duty cycle and the outside temperature as variables and
F i g. 7 gleichfalls ein Diagramm mit der Einschaltdauer und der Temperaturabweichung vom Sollwert als Variable.F i g. 7 also shows a diagram with the duty cycle and the temperature deviation from the setpoint as Variable.
In allen sieben Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten. In all seven figures, like reference numerals are each the same details.
Eine Sammelheizungsanlage gemäß F i g. 1 weist eine Wärmequelle 1 in Gestalt eines elektrisch, mit Gas oder öl beheizten Durchlaufwasserheizers auf, der Wasser über eine Rücklpufleitung 2 zugeführt und über eine Vorlaufleitung 3 abgeführt wird. Über eine Pumpe 4 gelangt das Wasser zu einem Vorrangumschaltventil 5, das von einem Wasserschalter 6 beaufschlagt ist. Vom Vorrangumschaltventil 5 führt eine Leitung zu einem Brauchwasserwärmetauscher 7, der über eine Leitung 8 an die Rücklaufleitung 2 angeschlossen ist. A collective heating system in accordance with F i g. 1 has a heat source 1 in the form of a continuous water heater electrically heated with gas or oil, to which water is supplied via a return line 2 and discharged via a flow line 3. Via a pump 4, the water reaches a priority switchover valve 5, which is acted upon by a water switch 6. A line leads from the priority switchover valve 5 to a domestic water heat exchanger 7, which is connected to the return line 2 via a line 8.
Durch den Brauchwasserbereiter 7 führt eine Wärmetauscherrohrschlange 9, über die eine Kaltwasserzulaufleiiung 10 unter Einschluß des Wasserschalters 6 mit einem Warmwasserzapfventil Il verbunden ist. Parallel zu dem Kreis 7, 8 des Gebrauchswasserbereiters ist der Heizkreis mit Vorlaufleiti.ng 12, Rücklaufleitung 13 und stilisiert dargestellten Heizkörper 14 vorgesehen.A heat exchanger pipe coil 9 leads through the water heater 7, via which a cold water supply line 10, including the water switch 6, is connected to a hot water tap valve II. Parallel to the circuit 7, 8 of the water heater is the heating circuit with flow line 12, return line 13 and radiator 14 shown in stylized form is provided.
Die Wärmequelle weist noch den eigentlichen Wärmeerzeuger in Form eines Gasbrenners 15 auf, der von einem Ventil 16 gesteuert ist. Die Wärmequelle ist über ein Steuergerät 17 von einem Außentempcraturfühler 18 beaufschlagt.The heat source still has the actual heat generator in the form of a gas burner 15, which is controlled by a valve 16. The heat source is via a control unit 17 from an outside temperature sensor 18 applied.
Das Steuergerät 17 schaltet nun nach Maßgabe des in der Anlage vorhandenen Zustandes das Ventil 16. Durch öffnen und Schließen des Ventils 16 sind unterschiedliche Ein- und Ausschaltzeiten des Brenners, demgemäß der Wärmequelle, erreichbar. Durch entsprechendes Ansteuern des Ventils können so unterschiedliche Einschalt/Ausschaltimpulse erreicht werden, deren Pulspausenverhältnis variabel ist. Es können weiterhin bei gleichbleibendem Pulspausenverhältnis die Frequenzen der Schaltvorgänge verändert werden.The control device 17 now switches the valve 16 through in accordance with the state existing in the system opening and closing the valve 16 are different on and off times of the burner, accordingly the heat source, reachable. By appropriately controlling the valve, different Switch-on / switch-off pulses can be achieved whose pulse-pause ratio is variable. It can continue the frequencies of the switching processes can be changed while the pulse-pause ratio remains the same.
Anhand des Diagramms der F i g. 2 wird die Funktion des Anmeldungsgegenstandes nach F i g. I erläutert:Based on the diagram of FIG. 2 the function of the subject of the application according to F i g. I explained:
In der Ordinate ist der Schaltzustand des Wärmequcl· lenstellgliedes 16 angezeigt, in der Abzisse die Zeit. Es entsteht eine Rechteckmäanderkurve 20, die auch an der Meßstelle 25 gewonnen werden kann, deren oberhalb der Abszisse r liegende Kurvenabschnitte 21 die Einschaltimpulse und deren Kurvenstücke 22 die Ausschaltimpulse darstellen. Man sieht, daß während einer Zeit von i'o bis fi das Stellglied 16 den Gasdurchlaß zum Brenner 15 öffnet, so daß die Wärmequelle 1 in Betrieb ist. Vom Zeitpunkt f| bis zum Punkt ti ist die Wärmequelle außer Betrieb. Die Zeitdauer von ίο— fi bzw. von Ip-h bedeutet die Schaltfrequenz der Wärmequelle, die an die Kapazität einerseits des Gebrauchswasserbereiterkreises, andererseits des Heizkreises anzupassen ist. Zum Zeitpunkt /3 wird über den Zapfschalter 6 warmes Wasser angefordert, indem das Zapfventil 11 aufgedreht ist. Als Folge des Zapfens von Gebrauchswasser steuert das Vorrangumschaltventil um. Solange das Vor-angumschaliventil umgesteuertThe switching state of the heat source actuator 16 is indicated on the ordinate, the time on the abscissa. The result is a rectangular meandering curve 20, which can also be obtained at the measuring point 25, the curve sections 21 of which above the abscissa r represent the switch-on pulses and the curve pieces 22 the switch-off pulses. It can be seen that during a time from i'o to fi the actuator 16 opens the gas passage to the burner 15, so that the heat source 1 is in operation. From the time f | The heat source is out of operation up to point ti. The duration of ίο— fi or of Ip-h means the switching frequency of the heat source, which is to be adapted to the capacity of the water preparation circuit on the one hand and the heating circuit on the other. At time / 3, hot water is requested via the tap switch 6 by opening the tap valve 11. As a result of the tapping of service water, the priority switching valve reverses. As long as the Vor-Angumschaliventil reversed
hat, gelangt kein Wasserstrom in den Heizkreis zur Speisung der Heizkörper 14. Somit fallen für den Heizkreis drei Wärmeimpulse 23. die in Fig.2 gestrichelt eingezeichnet sind. aus. Aus der F i g. 3 geht die Zapfzeit zwischen den Zeitpunkten U und fs hervor, die diesen Schaltzeiten entspricht Nach Beendigung der Zapfzeit schaltet das Vorrangumschaltventil wieder zurück, so daß ab dem Zeitpunkt U, bis zum Zeitpunkt t7 ein um den Inhalt der fehlenden Impulse 23 vergrößerter Einschaltimpuls 24 auf den Heizkreis 14 gelangt. Somit wird der geringfügige Temperaturabfall, der durch Umschaiten der Wärmequelle auf den Brauchwasserkreis im Heizkreis verursacht wurde, kompensiert.has, no water flow reaches the heating circuit to feed the heating elements 14. Thus, three heat pulses 23 occur for the heating circuit, which are shown in dashed lines in FIG. the end. From FIG. 3 shows the tapping time between times U and fs, which corresponds to these switching times. After the tapping time has ended, the priority switching valve switches back again, so that from time U to time t 7 a switch-on pulse 24, increased by the content of the missing pulses 23, is activated reaches heating circuit 14. This compensates for the slight drop in temperature caused by switching the heat source to the hot water circuit in the heating circuit.
Falls die Heizkörper 14 eine relativ niedrige Wärmekapazität gegenüber der Wärmequelle aufweisen, so wird eine solche Sammelheizunsjsanlage nach dem Diagramm der Fig.4 außentemperaturabhängig beaufschlagt:If the radiators 14 have a relatively low heat capacity compared to the heat source, then such a collective heating system is used applied to the diagram in Fig. 4 depending on the outside temperature:
Um Baumtemperaturschwankungen zu vermeiden, sind die Einschaltimpulse 21 relativ klein, sie liegen zwischen zu ihnen relativ großen Ausschaltimpulsen 22. Je größer die Kapazität des Heizkörpers ist, desto länger kann bei gleicher Raumtemperaturkonstanz die Zykluszeit bei gleichem Wärmebedarf sein (s. F i g. 5).In order to avoid tree temperature fluctuations, the switch-on pulses 21 are relatively small, they lie between them relatively large switch-off pulses 22. The greater the capacity of the radiator, the more The cycle time can be longer with the same room temperature with the same heat demand (see Fig. 5).
Wird bei einer solchen Heizungsanlage andererseits ein Verbraucher 14 mit relativ großer Wärmekapazität beaufschlagt, so wird mit Vorteil die Frequenz des Püli-Pausen-Verhältnisses relativ groß belassen, so daß man eine Kurve 20 erheblich kleinerer Frequenz bekommt. Anders ausgedrückt, die Periodendauer desIn such a heating system, on the other hand, a consumer 14 with a relatively large heat capacity acted upon, the frequency of the pulse-pause ratio is advantageously left relatively high, so that one gets a curve 20 with a considerably lower frequency. In other words, the period of the Einschalt- und Ausschaltimpulses ist erheblich größer als bei der Kurve nach Fig-4. Somit lassen sich Sammelheizungsanlagen bzw. Wärmequellen in der Frequenz und im Puls-Pausen-Verhältnis an Verbraueher unterschiedlicher Wärmekapazitäten anpassen.The switch-on and switch-off pulse is considerably larger than in the curve according to FIG. 4. Thus can Collective heating systems or heat sources in the Adjust frequency and pulse-pause ratio to consumers of different heat capacities.
Aus dem Diagramm nach, Fi g. 6 ist ersichtlich, daß die Einschaltdauer der Wärmequelle oder auch das Puls-Pausen-Verhältnis mit fallender Außentemperatur, die vom Außentemperaturfühler 18 dem Steuergerät 17From the diagram according to FIG. 6 it can be seen that the duty cycle of the heat source or the Pulse-pause ratio with falling outside temperature, which is sent from outside temperature sensor 18 to control unit 17
ίο mitgeteilt wird, wächst. IZs ist nun möglich, die Sammelheizungsanlage mit Kurven 26 bzw. 27 unterschiedlicher Steilheit zu fahren. Je größer das Puls-Pausen-Verhältnis ist, um so kleiner können die zulässigen Tümperaiurschwankungen in der Vorlaufleitung desίο is communicated, grows. IZs is now possible that Collective heating system with curves 26 and 27 of different steepness to drive. The larger the pulse / pause ratio, the smaller the permissible Pouring fluctuations in the supply line of the
Es ist hier also möglich, durch Variation des Puls-Pausen-Verhältnis* es und auch der Frequenz die Wärmequelle an die Kapazität des Verbrauchers anzupassen. Dies ist z. B. dann wichtig, wenn eineIt is possible here by varying the pulse-pause ratio * es and also the frequency Adapt the heat source to the capacity of the consumer. This is e.g. B. important when a Wärmequelle nach dem Maximalbedarf des angeschlossenen Heiz- und Brauchwasserkreises bemessen ist, der Heizkreis aber z. B. infolge Schließens vorhandener Thermostatventile kaum Wärme abzunehmen im Standeis1.The heat source is dimensioned according to the maximum demand of the connected heating and domestic hot water circuit, but the heating circuit is z. B. as a result of the closing of existing thermostatic valves, hardly any heat can be removed in the state 1 .
Bei dem Diagramm nach F i g. 7 ist die Einschaltdauer bzw. das Puls-Pausen-Verhältnis variabel mit der Regelabweichung. Es ist hier nun möglich, die Steuerung so arbeiten zu lassen, daß mit wachsender Regelabweichung die Einschaltdauer bzw. das Puls-Pausen-Verhält-In the diagram according to FIG. 7, the duty cycle or the pulse-pause ratio is variable with the Control deviation. It is now possible here to let the control work in such a way that the switch-on duration or the pulse-pause ratio increases as the control deviation increases. nis der Steuerung zunimmt. Somit können Kurven 28 bis 30 unterschiedlicher Steilheit entstehen.control increases. Curves 28 to 30 of different steepness can thus arise.
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